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    <title>基于PA算法的FTL引导 | ShuangChenYue</title>
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项目编译环境配置</a></li><li class="dropdown-item"><!----> <a href="/pages/883f02/" class="nav-link">Power_Destory 项目</a></li><li class="dropdown-item"><!----> <a href="/pages/479472/" class="nav-link">U 盘清除工具编译教程</a></li><li class="dropdown-item"><!----> <a href="/pages/9c4241/" class="nav-link">个人博客代码推送教程</a></li><li class="dropdown-item"><!----> <a href="/pages/3ad765/" class="nav-link">SVN Trunk Branches的Merge操作</a></li><li class="dropdown-item"><!----> <a href="/pages/0c0ca8/" class="nav-link">如何高效阅读嵌入式项目代码</a></li></ul></div></div><div class="nav-item"><div class="dropdown-wrapper"><button type="button" aria-label="前端学习" class="dropdown-title"><!----> <span class="title" style="display:;">前端学习</span> <span class="arrow right"></span></button> <ul class="nav-dropdown" style="display:none;"><li class="dropdown-item"><!----> <a href="/pages/99897f/" class="nav-link">HTML与CSS</a></li><li class="dropdown-item"><!----> <a href="/pages/51542d/" class="nav-link">JS学习</a></li><li 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href="/pages/8f6056/" class="sidebar-link">芯片 IO 驱动力</a></li><li><a href="/pages/62bf40/" class="sidebar-link">ARM处理器</a></li><li><a href="/pages/28ec23/" class="sidebar-link">Nand Flash</a></li><li><a href="/pages/d146b8/" class="sidebar-link">主流先进封装技术介绍</a></li><li><a href="/pages/16f0ba/" class="sidebar-link">Nand Flash 基础</a></li><li><a href="/pages/90d8d0/" aria-current="page" class="active sidebar-link">基于PA算法的FTL引导</a><ul class="sidebar-sub-headers"><li class="sidebar-sub-header level2"><a href="/pages/90d8d0/#_1-什么是-af-block-什么是-nf-block-为什么要将多个-nf-block-绑定为一个-af-block" class="sidebar-link">1. 什么是 AF Block，什么是 NF Block，为什么要将多个 NF Block 绑定为一个 AF Block</a><ul class="sidebar-sub-headers"><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#af-block" class="sidebar-link">AF Block</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#nf-block" class="sidebar-link">NF Block</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#将多个-nf-block-绑定为一个-af-block-的原因" class="sidebar-link">将多个 NF Block 绑定为一个 AF Block 的原因</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#总结" class="sidebar-link">总结</a></li></ul></li><li class="sidebar-sub-header level2"><a href="/pages/90d8d0/#_2-在绑定的时候-选取的若干个-nf-block-需要满足怎样的条件才可以成功绑定成一个-af-block" class="sidebar-link">2. 在绑定的时候，选取的若干个 NF Block 需要满足怎样的条件才可以成功绑定成一个 AF Block？</a></li><li class="sidebar-sub-header level2"><a href="/pages/90d8d0/#_1-ftl-所使用的算法表在算法运行时存放在哪里-为什么要这么做-有什么好处和坏处" class="sidebar-link">1. FTL 所使用的算法表在算法运行时存放在哪里，为什么要这么做，有什么好处和坏处？</a><ul class="sidebar-sub-headers"><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#存放位置" class="sidebar-link">存放位置</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#为什么要这样做" class="sidebar-link">为什么要这样做</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#好处" class="sidebar-link">好处</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#坏处" class="sidebar-link">坏处</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#总结-2" class="sidebar-link">总结</a></li></ul></li><li class="sidebar-sub-header level2"><a href="/pages/90d8d0/#_2-什么是-udp-表格-udp-表格在算法的运行过程当中会产生变化吗" class="sidebar-link">2. 什么是 UDP 表格，UDP 表格在算法的运行过程当中会产生变化吗？</a><ul class="sidebar-sub-headers"><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#udp-表格的功能" class="sidebar-link">UDP 表格的功能</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#运行过程中的变化" class="sidebar-link">运行过程中的变化</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#总结-3" class="sidebar-link">总结</a></li></ul></li><li class="sidebar-sub-header level2"><a href="/pages/90d8d0/#_3-p2l-和-l2p-的涵义" class="sidebar-link">3. P2L 和 L2P 的涵义</a><ul class="sidebar-sub-headers"><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#p2l-physical-to-logical-mapping" class="sidebar-link">P2L（Physical-to-Logical Mapping）</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#l2p-logical-to-physical-mapping" class="sidebar-link">L2P（Logical-to-Physical Mapping）</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#总结-4" class="sidebar-link">总结</a></li></ul></li><li class="sidebar-sub-header level2"><a href="/pages/90d8d0/#_4-每一张-16k-大小的-l2p-表所能表达的逻辑容量是多少-写出计算过程-page-管理为例" class="sidebar-link">4. 每一张 16k 大小的 L2P 表所能表达的逻辑容量是多少，写出计算过程，Page 管理为例</a><ul class="sidebar-sub-headers"><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#计算步骤" class="sidebar-link">计算步骤</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#总结-5" class="sidebar-link">总结</a></li></ul></li><li class="sidebar-sub-header level2"><a href="/pages/90d8d0/#_5-每张-l2p-index-表格对应的-af-地址存储在什么地方" class="sidebar-link">5. 每张 L2P Index 表格对应的 AF 地址存储在什么地方</a><ul class="sidebar-sub-headers"><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#为什么要这样做-2" class="sidebar-link">为什么要这样做</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#总结-6" class="sidebar-link">总结</a></li></ul></li><li class="sidebar-sub-header level2"><a href="/pages/90d8d0/#_6-wl-及-ps-表格-每张存储在-flash-page-上的表当中-每一项数据代表什么-每一项数据的字长是多少-每一项数据对应的页内偏移代表什么" class="sidebar-link">6. WL 及 PS 表格，每张存储在 Flash Page 上的表当中，每一项数据代表什么，每一项数据的字长是多少，每一项数据对应的页内偏移代表什么？</a><ul class="sidebar-sub-headers"><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#wl-表格" class="sidebar-link">WL 表格</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#ps-表格" class="sidebar-link">PS 表格</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#总结-7" class="sidebar-link">总结</a></li></ul></li><li class="sidebar-sub-header level2"><a href="/pages/90d8d0/#_7-动态磨损和静态磨损的区别" class="sidebar-link">7. 动态磨损和静态磨损的区别</a><ul class="sidebar-sub-headers"><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#动态磨损-dynamic-wear" class="sidebar-link">动态磨损（Dynamic Wear）</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#静态磨损-static-wear" class="sidebar-link">静态磨损（Static Wear）</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#总结-8" class="sidebar-link">总结</a></li></ul></li><li class="sidebar-sub-header level2"><a href="/pages/90d8d0/#_8-存储表格所需的-block-是从哪里挑选出来的-为什么" class="sidebar-link">8. 存储表格所需的 Block 是从哪里挑选出来的，为什么？</a><ul class="sidebar-sub-headers"><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#_1-预留块-reserved-blocks" class="sidebar-link">1. 预留块（Reserved Blocks）</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#_2-空闲块-free-blocks" class="sidebar-link">2. 空闲块（Free Blocks）</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#_3-低磨损块-low-wear-blocks" class="sidebar-link">3. 低磨损块（Low Wear Blocks）</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#_4-根据磨损均衡策略选择的块" class="sidebar-link">4. 根据磨损均衡策略选择的块</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#总结-9" class="sidebar-link">总结</a></li></ul></li><li class="sidebar-sub-header level2"><a href="/pages/90d8d0/#_9-什么是-superblock-ftl-在上电时是怎么获取-superblock-的块号的" class="sidebar-link">9. 什么是 SuperBlock，FTL 在上电时是怎么获取 SuperBlock 的块号的</a><ul class="sidebar-sub-headers"><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#superblock-的功能" class="sidebar-link">SuperBlock 的功能</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#ftl-在上电时获取-superblock-的块号" class="sidebar-link">FTL 在上电时获取 SuperBlock 的块号</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#总结-10" class="sidebar-link">总结</a></li></ul></li><li class="sidebar-sub-header level2"><a href="/pages/90d8d0/#_10-简述上电时-搜索到-index-表并进行加载的流程" class="sidebar-link">10. 简述上电时，搜索到 Index 表并进行加载的流程</a><ul class="sidebar-sub-headers"><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#_1-设备初始化" class="sidebar-link">1. 设备初始化</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#_2-读取-boot-block" class="sidebar-link">2. 读取 Boot Block</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#_3-加载-index-表" class="sidebar-link">3. 加载 Index 表</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#_4-验证数据完整性" class="sidebar-link">4. 验证数据完整性</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#_5-更新状态信息" class="sidebar-link">5. 更新状态信息</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#_6-准备数据操作" class="sidebar-link">6. 准备数据操作</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#总结-11" class="sidebar-link">总结</a></li></ul></li><li class="sidebar-sub-header level2"><a href="/pages/90d8d0/#_1-什么是页模型-页模型存储在什么地方" class="sidebar-link">1. 什么是页模型，页模型存储在什么地方？</a><ul class="sidebar-sub-headers"><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#页模型的功能" class="sidebar-link">页模型的功能</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#页模型存储位置" class="sidebar-link">页模型存储位置</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#总结-12" class="sidebar-link">总结</a></li></ul></li><li class="sidebar-sub-header level2"><a href="/pages/90d8d0/#_2-为什么数据要进行随机化处理-在计算随机种子时-slc-af-block和tlc-af-block会有什么区别" class="sidebar-link">2. 为什么数据要进行随机化处理，在计算随机种子时，SLC AF Block和TLC AF Block会有什么区别？</a><ul class="sidebar-sub-headers"><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#随机化处理的目的" class="sidebar-link">随机化处理的目的</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#slc-af-block-和-tlc-af-block-在计算随机种子时的区别" class="sidebar-link">SLC AF Block 和 TLC AF Block 在计算随机种子时的区别</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#总结-13" class="sidebar-link">总结</a></li></ul></li><li class="sidebar-sub-header level2"><a href="/pages/90d8d0/#_3-有几类-tmpl2p-tmpl2p-被存放在什么地方-各类-tmpl2p-的数据格式是怎样的" class="sidebar-link">3. 有几类 TmpL2P，TmpL2P 被存放在什么地方，各类 TmpL2P 的数据格式是怎样的？</a><ul class="sidebar-sub-headers"><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#tmpl2p-的几类" class="sidebar-link">TmpL2P 的几类</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#tmpl2p-数据格式" class="sidebar-link">TmpL2P 数据格式</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#总结-14" class="sidebar-link">总结</a></li></ul></li><li class="sidebar-sub-header level2"><a href="/pages/90d8d0/#_4-简述回收模块的主要设计策略" class="sidebar-link">4. 简述回收模块的主要设计策略</a><ul class="sidebar-sub-headers"><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#_1-分层回收-hierarchical-gc" class="sidebar-link">1. 分层回收（Hierarchical GC）</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#_2-主动回收-active-gc" class="sidebar-link">2. 主动回收（Active GC）</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#_3-选择性回收-selective-gc" class="sidebar-link">3. 选择性回收（Selective GC）</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#_4-磨损均衡-wear-leveling" class="sidebar-link">4. 磨损均衡（Wear Leveling）</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#_5-多线程回收-multithreaded-gc" class="sidebar-link">5. 多线程回收（Multithreaded GC）</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#_6-缓存管理-cache-management" class="sidebar-link">6. 缓存管理（Cache Management）</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#_7-记录元数据-metadata-management" class="sidebar-link">7. 记录元数据（Metadata Management）</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#总结-15" class="sidebar-link">总结</a></li></ul></li><li class="sidebar-sub-header level2"><a href="/pages/90d8d0/#_5-在进行-s2s-和-s2t-回收时-采用的分别是-ps-较大还是-ps-较小的-af-block" class="sidebar-link">5. 在进行 S2S 和 S2T 回收时，采用的分别是 PS 较大还是 PS 较小的 AF Block</a><ul class="sidebar-sub-headers"><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#s2s-回收" class="sidebar-link">S2S 回收</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#s2t-回收" class="sidebar-link">S2T 回收</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#总结-16" class="sidebar-link">总结</a></li></ul></li><li class="sidebar-sub-header level2"><a href="/pages/90d8d0/#_6-当所有-tlc-块被都被写入一部分数据后-此时-tlc-free-block-用完了-之后是通过进行哪几个回收流程保证能够继续提供-tlc-空块用于搬移数据" class="sidebar-link">6. 当所有 TLC 块被都被写入一部分数据后，此时 TLC Free Block 用完了，之后是通过进行哪几个回收流程保证能够继续提供 TLC 空块用于搬移数据</a><ul class="sidebar-sub-headers"><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#_1-s2t-回收-source-to-target" class="sidebar-link">1. S2T 回收（Source to Target）</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#_2-s2s-回收-source-to-source" class="sidebar-link">2. S2S 回收（Source to Source）</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#_3-选择性回收-selective-garbage-collection" class="sidebar-link">3. 选择性回收（Selective Garbage Collection）</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#_4-磨损均衡-wear-leveling-2" class="sidebar-link">4. 磨损均衡（Wear Leveling）</a></li><li class="sidebar-sub-header level3"><a href="/pages/90d8d0/#总结-17" class="sidebar-link">总结</a></li></ul></li></ul></li><li><a href="/pages/eb672b/" class="sidebar-link">SD 逻辑擦除和物理擦除</a></li><li><a href="/pages/747121/" class="sidebar-link">NAND Flash 的 SDR、ONFI、DDR 接口</a></li><li><a href="/pages/1eb351/" class="sidebar-link">【详解】Nand Flash 必看知识 1</a></li><li><a href="/pages/d2512a/" class="sidebar-link">【两万字详解】Nand Flash 必看知识</a></li></ul> </aside> <div><main class="page"><div class="theme-vdoing-wrapper "><div class="articleInfo-wrap" data-v-06225672><div class="articleInfo" data-v-06225672><ul class="breadcrumbs" data-v-06225672><li data-v-06225672><a href="/" title="首页" class="iconfont icon-home router-link-active" data-v-06225672></a></li> <li data-v-06225672><span data-v-06225672>闪存</span></li></ul> <div class="info" data-v-06225672><div title="作者" class="author iconfont icon-touxiang" data-v-06225672><a href="javascript:;" data-v-06225672>霜晨月</a></div> <div title="创建时间" class="date iconfont icon-riqi" data-v-06225672><a href="javascript:;" data-v-06225672>2025-07-09</a></div> <!----></div></div></div> <!----> <div class="content-wrapper"><div class="right-menu-wrapper"><div class="right-menu-margin"><div class="right-menu-title">目录</div> <div class="right-menu-content"></div></div></div> <h1><img src="">基于PA算法的FTL引导<!----></h1> <!----> <div class="theme-vdoing-content content__default"><h1 id="一、抽象绑定关系"><a href="#一、抽象绑定关系" class="header-anchor">#</a> 一、抽象绑定关系</h1> <h2 id="_1-什么是-af-block-什么是-nf-block-为什么要将多个-nf-block-绑定为一个-af-block"><a href="#_1-什么是-af-block-什么是-nf-block-为什么要将多个-nf-block-绑定为一个-af-block" class="header-anchor">#</a> 1. 什么是 AF Block，什么是 NF Block，为什么要将多个 NF Block 绑定为一个 AF Block</h2> <p><strong>AF Block（Allocation Flash Block）</strong> 和 <strong>NF Block（NAND Flash Block）</strong> 是在 NAND Flash 存储架构中用于管理数据的基本单位。</p> <h3 id="af-block"><a href="#af-block" class="header-anchor">#</a> AF Block</h3> <ul><li><strong>定义</strong>：AF Block 是一组多个 NF Block 组合而成的逻辑块。它通常用于更高层次的管理，以便提高效率和灵活性。</li> <li><strong>功能</strong>：AF Block 允许在更大的范围内进行数据分配和管理，有助于提升读写性能以及实现更复杂的擦除和写入操作。</li></ul> <h3 id="nf-block"><a href="#nf-block" class="header-anchor">#</a> NF Block</h3> <ul><li><strong>定义</strong>：NF Block 是 NAND Flash 的基本物理块，通常包含多个页。每个 NF Block 可以独立地进行擦除和编程。</li> <li><strong>功能</strong>：NF Block 是 NAND Flash 存储器的基本操作单位，直接参与数据的读写。</li></ul> <h3 id="将多个-nf-block-绑定为一个-af-block-的原因"><a href="#将多个-nf-block-绑定为一个-af-block-的原因" class="header-anchor">#</a> 将多个 NF Block 绑定为一个 AF Block 的原因</h3> <ol><li><p><strong>管理效率</strong>：将多个 NF Block 组合为一个 AF Block 使得管理大容量存储变得更加高效。通过在逻辑层次上合并，可以减少控制器在进行数据分配时的复杂性。</p></li> <li><p><strong>性能优化</strong>：合并 NF Block 为 AF Block 可以提升数据读写的并行性，允许控制器同时处理多个 NF Block 的操作，从而提高整体性能。</p></li> <li><p><strong>简化操作</strong>：在执行大规模数据操作（如擦除、写入）时，可以通过 AF Block 来一次性处理多个 NF Block，减少了多次操作所需的时间和复杂性。</p></li> <li><p><strong>提升耐用性</strong>：通过在 AF Block 的层面进行擦除和管理，可以更好地控制 NAND Flash 的磨损，延长其使用寿命。</p></li></ol> <h3 id="总结"><a href="#总结" class="header-anchor">#</a> 总结</h3> <p>AF Block 通过将多个 NF Block 组合在一起，提升了数据管理的灵活性和效率，同时优化了读写性能。这种逻辑结构使得 NAND Flash 在实际应用中更加高效和持久。</p> <h2 id="_2-在绑定的时候-选取的若干个-nf-block-需要满足怎样的条件才可以成功绑定成一个-af-block"><a href="#_2-在绑定的时候-选取的若干个-nf-block-需要满足怎样的条件才可以成功绑定成一个-af-block" class="header-anchor">#</a> 2. 在绑定的时候，选取的若干个 NF Block 需要满足怎样的条件才可以成功绑定成一个 AF Block？</h2> <p>在将多个 NF Block 绑定成一个 AF Block 时，需要满足以下几个条件：</p> <ol><li><p><strong>相邻性</strong>：选择的 NF Block 通常应是相邻的，这样可以确保在逻辑上管理时的连续性，提高操作的效率。</p></li> <li><p><strong>同类型</strong>：绑定的 NF Block 应该是相同类型的，例如它们的容量、页大小、块大小等参数必须一致，以确保在数据管理和操作时不会出现不兼容的问题。</p></li> <li><p><strong>健康状态</strong>：所有选定的 NF Block 应处于良好状态，未损坏且能够正常执行读写操作。损坏的块应被隔离，不能参与绑定。</p></li> <li><p><strong>擦除状态</strong>：在绑定之前，选定的 NF Block 应处于已擦除状态，以确保在进行数据写入时不会出现数据冲突或错误。</p></li> <li><p><strong>逻辑映射一致性</strong>：确保选定的 NF Block 在逻辑映射上能够顺利转换为 AF Block，避免在数据操作时出现地址混乱或误读。</p></li></ol> <p>通过满足这些条件，可以确保多个 NF Block 成功绑定为一个 AF Block，从而优化数据管理和操作效率。</p> <h1 id="二、表格管理"><a href="#二、表格管理" class="header-anchor">#</a> 二、表格管理</h1> <h2 id="_1-ftl-所使用的算法表在算法运行时存放在哪里-为什么要这么做-有什么好处和坏处"><a href="#_1-ftl-所使用的算法表在算法运行时存放在哪里-为什么要这么做-有什么好处和坏处" class="header-anchor">#</a> 1. FTL 所使用的算法表在算法运行时存放在哪里，为什么要这么做，有什么好处和坏处？</h2> <p>FTL（Flash Translation Layer）使用的算法通常存放在以下位置：</p> <h3 id="存放位置"><a href="#存放位置" class="header-anchor">#</a> 存放位置</h3> <ol><li><p><strong>固件（Firmware）</strong>：FTL 的算法通常嵌入在存储设备的固件中。这意味着算法是以软件的形式直接运行在存储控制器上。</p></li> <li><p><strong>RAM</strong>：某些数据结构（如映射表、缓冲区等）可能会在设备的 RAM 中临时存放，以加速访问和操作。</p></li></ol> <h3 id="为什么要这样做"><a href="#为什么要这样做" class="header-anchor">#</a> 为什么要这样做</h3> <ul><li><strong>直接控制</strong>：将 FTL 算法嵌入固件中可以实现对 NAND Flash 操作的直接控制，优化读写性能，降低延迟。</li> <li><strong>硬件优化</strong>：固件可以根据硬件特性调整算法，以充分利用存储设备的性能优势。</li> <li><strong>简化管理</strong>：固件中的算法可以简化数据管理和映射，提升设备的可靠性和耐用性。</li></ul> <h3 id="好处"><a href="#好处" class="header-anchor">#</a> 好处</h3> <ol><li><strong>性能提升</strong>：通过直接控制 NAND Flash 的操作，FTL 可以实现更高的读写速度和更低的延迟。</li> <li><strong>灵活性</strong>：可以根据不同的需求和特性动态调整算法，以适应不同的工作负载。</li> <li><strong>错误管理</strong>：固件可以实现复杂的错误处理和磨损均衡策略，从而提高 NAND Flash 的使用寿命。</li></ol> <h3 id="坏处"><a href="#坏处" class="header-anchor">#</a> 坏处</h3> <ol><li><strong>复杂性</strong>：固件中的 FTL 算法可能导致整体系统的复杂性增加，调试和维护变得更加困难。</li> <li><strong>资源消耗</strong>：存储算法和相关数据结构占用 RAM，可能影响设备的资源管理和可用容量。</li> <li><strong>更新困难</strong>：如果 FTL 算法需要更新，可能需要整个固件重新编程，增加了升级的复杂性。</li></ol> <h3 id="总结-2"><a href="#总结-2" class="header-anchor">#</a> 总结</h3> <p>FTL 算法通常存放在固件和 RAM 中，这种设计能够提供性能优化和灵活性，但也带来了复杂性和资源管理上的挑战。</p> <h2 id="_2-什么是-udp-表格-udp-表格在算法的运行过程当中会产生变化吗"><a href="#_2-什么是-udp-表格-udp-表格在算法的运行过程当中会产生变化吗" class="header-anchor">#</a> 2. 什么是 UDP 表格，UDP 表格在算法的运行过程当中会产生变化吗？</h2> <p><strong>UDP 表格（User Data Pointer Table）</strong> 是在 NAND Flash 存储管理中使用的一种数据结构，用于维护逻辑页地址与物理页地址之间的映射关系。UDP 表格通常用于管理用户数据在 Flash 中的存储位置，以便在读写操作时能够快速定位数据。</p> <h3 id="udp-表格的功能"><a href="#udp-表格的功能" class="header-anchor">#</a> UDP 表格的功能</h3> <ol><li><strong>地址映射</strong>：UDP 表格将逻辑页地址映射到对应的物理页地址，使得系统能够在读写操作中快速找到数据的位置。</li> <li><strong>数据管理</strong>：管理 Flash 中的数据更新、删除和垃圾收集等操作，确保数据一致性。</li></ol> <h3 id="运行过程中的变化"><a href="#运行过程中的变化" class="header-anchor">#</a> 运行过程中的变化</h3> <p>是的，UDP 表格在算法的运行过程中会产生变化，主要体现在以下几个方面：</p> <ol><li><strong>写入操作</strong>：每当新的数据被写入时，UDP 表格会更新，以反映新数据的物理位置。</li> <li><strong>删除操作</strong>：当数据被删除时，UDP 表格中的映射关系会被移除，可能需要标记物理位置为可用。</li> <li><strong>更新操作</strong>：如果数据被修改，UDP 表格会相应地更新映射关系，以指向新的物理地址。</li> <li><strong>垃圾收集</strong>：在进行垃圾收集时，UDP 表格需要更新，以反映哪些物理页已被回收和哪些仍在使用。</li></ol> <h3 id="总结-3"><a href="#总结-3" class="header-anchor">#</a> 总结</h3> <p>UDP 表格是 NAND Flash 存储管理中的关键组件，它在算法的运行过程中会根据数据的写入、删除和更新等操作不断变化，以维持逻辑地址与物理地址之间的正确映射。</p> <h2 id="_3-p2l-和-l2p-的涵义"><a href="#_3-p2l-和-l2p-的涵义" class="header-anchor">#</a> 3. P2L 和 L2P 的涵义</h2> <p><strong>P2L（Physical-to-Logical Mapping）</strong> 和 <strong>L2P（Logical-to-Physical Mapping）</strong> 是 NAND Flash 存储管理中的两种重要映射关系，分别用于描述物理地址和逻辑地址之间的转换。</p> <h3 id="p2l-physical-to-logical-mapping"><a href="#p2l-physical-to-logical-mapping" class="header-anchor">#</a> P2L（Physical-to-Logical Mapping）</h3> <ul><li><strong>定义</strong>：P2L 映射是指将物理地址（物理页或块）映射到逻辑地址（用户可见的地址）之间的关系。</li> <li><strong>用途</strong>：在执行垃圾收集或其他管理任务时，系统需要知道某个物理地址对应的逻辑地址，以便正确处理数据和更新映射。</li></ul> <h3 id="l2p-logical-to-physical-mapping"><a href="#l2p-logical-to-physical-mapping" class="header-anchor">#</a> L2P（Logical-to-Physical Mapping）</h3> <ul><li><strong>定义</strong>：L2P 映射是指将逻辑地址映射到物理地址的关系。</li> <li><strong>用途</strong>：在读写操作时，系统根据逻辑地址查找 L2P 映射，以确定数据存储在 NAND Flash 的哪个物理地址。</li></ul> <h3 id="总结-4"><a href="#总结-4" class="header-anchor">#</a> 总结</h3> <p>P2L 和 L2P 映射在 NAND Flash 管理中起着重要作用，分别负责从物理地址到逻辑地址和从逻辑地址到物理地址的转换，以确保数据的正确读写和管理。</p> <h2 id="_4-每一张-16k-大小的-l2p-表所能表达的逻辑容量是多少-写出计算过程-page-管理为例"><a href="#_4-每一张-16k-大小的-l2p-表所能表达的逻辑容量是多少-写出计算过程-page-管理为例" class="header-anchor">#</a> 4. 每一张 16k 大小的 L2P 表所能表达的逻辑容量是多少，写出计算过程，Page 管理为例</h2> <p>要计算每张 16K 大小的 L2P 表所能表达的逻辑容量，我们需要知道每个逻辑页的大小。以下是计算过程的示例，假设每个逻辑页为 4K（常见大小）。</p> <h3 id="计算步骤"><a href="#计算步骤" class="header-anchor">#</a> 计算步骤</h3> <ol><li><p><strong>确定 L2P 表的大小</strong>：</p> <ul><li>每张 L2P 表的大小为 16K。</li></ul></li> <li><p><strong>确定逻辑页的大小</strong>：</p> <ul><li>假设每个逻辑页的大小为 4K。</li></ul></li> <li><p><strong>计算每张 L2P 表能映射的逻辑页数量</strong>：
每张 L2P 表能映射的逻辑页数量 = L2P 表大小/逻辑页大小 = 16K/4K = 4</p></li> <li><p><strong>计算逻辑容量</strong>：</p> <ul><li>每张 L2P 表能映射 4 个逻辑页。</li> <li>每个逻辑页的大小为 4K，所以每张 L2P 表能表示的逻辑容量为：
逻辑容量 = 每张 L2P 表能映射的逻辑页数量/逻辑页大小 = 4 * 4K = 16K</li></ul></li></ol> <h3 id="总结-5"><a href="#总结-5" class="header-anchor">#</a> 总结</h3> <p>因此，每一张 16K 大小的 L2P 表所能表达的逻辑容量为 16K。这个计算过程可以根据不同的逻辑页大小进行调整，以得出相应的结果。</p> <h2 id="_5-每张-l2p-index-表格对应的-af-地址存储在什么地方"><a href="#_5-每张-l2p-index-表格对应的-af-地址存储在什么地方" class="header-anchor">#</a> 5. 每张 L2P Index 表格对应的 AF 地址存储在什么地方</h2> <p>每张 L2P Index 表格对应的 AF 地址通常存储在以下几个地方：</p> <ol><li><p><strong>固件内部</strong>：L2P Index 表格和相应的 AF 地址一般存储在 NAND Flash 存储设备的固件中。这允许控制器在进行读写操作时直接访问和更新这些地址映射。</p></li> <li><p><strong>RAM 缓存</strong>：在一些系统中，为了提高性能，L2P Index 表格可能会在 RAM 中进行缓存。这样可以加速对表格的访问，减少读取 NAND Flash 的次数。</p></li> <li><p><strong>持久性存储</strong>：如果系统支持断电恢复，L2P Index 表格的副本可能会被定期写入 NAND Flash，以确保在电源故障或系统崩溃后能够恢复映射信息。</p></li></ol> <h3 id="为什么要这样做-2"><a href="#为什么要这样做-2" class="header-anchor">#</a> 为什么要这样做</h3> <ul><li><strong>访问速度</strong>：将 L2P Index 表存储在 RAM 中可以提高访问速度，提升整体性能。</li> <li><strong>数据持久性</strong>：将映射信息存储在 NAND Flash 中可以保证数据的一致性和持久性，即使在断电的情况下也能恢复状态。</li></ul> <h3 id="总结-6"><a href="#总结-6" class="header-anchor">#</a> 总结</h3> <p>L2P Index 表格对应的 AF 地址一般存储在固件内部，可能还会在 RAM 中缓存，以提高性能，并在 NAND Flash 中保持持久性，以防数据丢失。</p> <h2 id="_6-wl-及-ps-表格-每张存储在-flash-page-上的表当中-每一项数据代表什么-每一项数据的字长是多少-每一项数据对应的页内偏移代表什么"><a href="#_6-wl-及-ps-表格-每张存储在-flash-page-上的表当中-每一项数据代表什么-每一项数据的字长是多少-每一项数据对应的页内偏移代表什么" class="header-anchor">#</a> 6. WL 及 PS 表格，每张存储在 Flash Page 上的表当中，每一项数据代表什么，每一项数据的字长是多少，每一项数据对应的页内偏移代表什么？</h2> <p>在 NAND Flash 存储中，<strong>WL（Word Line）表</strong>和<strong>PS（Page Status）表</strong>通常用于管理和记录页的状态及其映射。以下是它们的详细描述：</p> <h3 id="wl-表格"><a href="#wl-表格" class="header-anchor">#</a> WL 表格</h3> <ul><li><strong>每项数据代表</strong>：WL 表格中的每一项通常表示一个物理页的地址或状态，可能包含该页的有效性、擦除状态等信息。</li> <li><strong>字长</strong>：每一项数据的字长一般为 2 字节（16 位）或 4 字节（32 位），具体取决于系统架构和设计。</li> <li><strong>页内偏移</strong>：页内偏移通常指的是在物理页内的位置，表示该数据在页内的具体位置，通常以字节为单位。</li></ul> <h3 id="ps-表格"><a href="#ps-表格" class="header-anchor">#</a> PS 表格</h3> <ul><li><strong>每项数据代表</strong>：PS 表格中的每一项通常表示页的状态信息，例如是否有效、是否已写入、是否可擦除等。</li> <li><strong>字长</strong>：每一项数据的字长一般也是 1 字节（8 位），足以表示多个状态标志。</li> <li><strong>页内偏移</strong>：页内偏移同样指的是在物理页内的位置，通常以字节为单位，指向状态数据在页中的位置。</li></ul> <h3 id="总结-7"><a href="#总结-7" class="header-anchor">#</a> 总结</h3> <ul><li><strong>WL 表格</strong>：每项数据表示物理页状态，字长可能为 2 或 4 字节，页内偏移指该项数据在物理页内的位置。</li> <li><strong>PS 表格</strong>：每项数据表示页的有效性或状态，字长一般为 1 字节，页内偏移指向状态数据在页中的位置。</li></ul> <h2 id="_7-动态磨损和静态磨损的区别"><a href="#_7-动态磨损和静态磨损的区别" class="header-anchor">#</a> 7. 动态磨损和静态磨损的区别</h2> <p>动态磨损和静态磨损是 NAND Flash 存储中两种不同的磨损现象，主要区别如下：</p> <h3 id="动态磨损-dynamic-wear"><a href="#动态磨损-dynamic-wear" class="header-anchor">#</a> 动态磨损（Dynamic Wear）</h3> <ul><li><strong>定义</strong>：动态磨损是指在数据写入和删除过程中，由于频繁的读写操作导致的磨损。这种磨损主要发生在经常被更新或修改的数据区域。</li> <li><strong>特点</strong>：
<ul><li>通常影响活跃的数据块。</li> <li>随着数据的频繁写入，特定块的耐用性会迅速降低。</li> <li>需要采用磨损均衡算法来分散写入负载，延长整体存储寿命。</li></ul></li></ul> <h3 id="静态磨损-static-wear"><a href="#静态磨损-static-wear" class="header-anchor">#</a> 静态磨损（Static Wear）</h3> <ul><li><strong>定义</strong>：静态磨损是指在数据不变的情况下，某些块由于长时间未被擦除而导致的磨损。即使没有写入操作，长时间的存储仍会对特定块造成影响。</li> <li><strong>特点</strong>：
<ul><li>通常影响较少被访问或不再被更新的数据块。</li> <li>由于 Flash 存储的物理特性，长时间未使用的块可能会出现失效或错误。</li> <li>可能需要定期刷新数据以维持数据完整性。</li></ul></li></ul> <h3 id="总结-8"><a href="#总结-8" class="header-anchor">#</a> 总结</h3> <ul><li><strong>动态磨损</strong> 主要发生在频繁读写的数据块，影响活跃区域的耐用性；而 <strong>静态磨损</strong> 则发生在长时间未变更的数据块，主要影响长期存储的数据。两者都需要通过不同的策略来管理，以延长 NAND Flash 的使用寿命。</li></ul> <h2 id="_8-存储表格所需的-block-是从哪里挑选出来的-为什么"><a href="#_8-存储表格所需的-block-是从哪里挑选出来的-为什么" class="header-anchor">#</a> 8. 存储表格所需的 Block 是从哪里挑选出来的，为什么？</h2> <p>在 NAND Flash 存储中，存储表格所需的 Block 通常是从以下几个地方挑选出来的：</p> <h3 id="_1-预留块-reserved-blocks"><a href="#_1-预留块-reserved-blocks" class="header-anchor">#</a> 1. <strong>预留块（Reserved Blocks）</strong></h3> <ul><li><strong>来源</strong>：制造时就预留的一部分块，用于特定的管理任务，如存储 L2P 表、WL 表、PS 表等。</li> <li><strong>原因</strong>：预留块可以避免影响用户数据的读写操作，确保管理信息的完整性和可用性。</li></ul> <h3 id="_2-空闲块-free-blocks"><a href="#_2-空闲块-free-blocks" class="header-anchor">#</a> 2. <strong>空闲块（Free Blocks）</strong></h3> <ul><li><strong>来源</strong>：经过擦除且未被使用的块。</li> <li><strong>原因</strong>：使用空闲块可以确保写入操作不会对已有数据造成影响，同时允许快速分配和管理存储空间。</li></ul> <h3 id="_3-低磨损块-low-wear-blocks"><a href="#_3-低磨损块-low-wear-blocks" class="header-anchor">#</a> 3. <strong>低磨损块（Low Wear Blocks）</strong></h3> <ul><li><strong>来源</strong>：相对较少被写入或访问的块。</li> <li><strong>原因</strong>：选择低磨损块可以延长整个存储设备的使用寿命，避免集中磨损导致的早期失效。</li></ul> <h3 id="_4-根据磨损均衡策略选择的块"><a href="#_4-根据磨损均衡策略选择的块" class="header-anchor">#</a> 4. <strong>根据磨损均衡策略选择的块</strong></h3> <ul><li><strong>来源</strong>：根据磨损均衡算法动态选择的块。</li> <li><strong>原因</strong>：通过磨损均衡，系统会定期选择不同的块来存储表格数据，以避免某些块的过度磨损，提高整体耐用性。</li></ul> <h3 id="总结-9"><a href="#总结-9" class="header-anchor">#</a> 总结</h3> <p>存储表格所需的 Block 通常从预留块、空闲块、低磨损块和根据磨损均衡策略选择的块中挑选出来。这种选择策略旨在确保数据管理的有效性和存储设备的长期稳定性。</p> <h2 id="_9-什么是-superblock-ftl-在上电时是怎么获取-superblock-的块号的"><a href="#_9-什么是-superblock-ftl-在上电时是怎么获取-superblock-的块号的" class="header-anchor">#</a> 9. 什么是 SuperBlock，FTL 在上电时是怎么获取 SuperBlock 的块号的</h2> <p><strong>SuperBlock</strong> 是在 NAND Flash 存储中用于管理和维护重要元数据的一种特殊块。它通常包含了系统的基本信息，如 L2P 映射表、磨损均衡信息、块状态、存储容量和其他管理数据。</p> <h3 id="superblock-的功能"><a href="#superblock-的功能" class="header-anchor">#</a> SuperBlock 的功能</h3> <ol><li><strong>元数据存储</strong>：存储有关存储设备状态和配置的信息。</li> <li><strong>数据完整性</strong>：确保在上电或重启时能够正确恢复系统状态。</li> <li><strong>系统管理</strong>：帮助管理 FTL 的操作，如地址映射和磨损均衡。</li></ol> <h3 id="ftl-在上电时获取-superblock-的块号"><a href="#ftl-在上电时获取-superblock-的块号" class="header-anchor">#</a> FTL 在上电时获取 SuperBlock 的块号</h3> <p>在上电时，FTL 通常通过以下步骤获取 SuperBlock 的块号：</p> <ol><li><p><strong>读取特定位置</strong>：FTL 会读取特定的 NAND Flash 地址（通常是预定义的或固定的地址），该地址指向 SuperBlock 的位置或包含 SuperBlock 块号的元数据。</p></li> <li><p><strong>使用 Boot Block</strong>：有些设计会将 SuperBlock 的块号存储在 Boot Block 中。FTL 在初始化时首先读取 Boot Block，以获取 SuperBlock 的相关信息。</p></li> <li><p><strong>检查状态信息</strong>：FTL 可能会检查特定块的状态信息，判断哪些块可以被视为 SuperBlock。通过识别块的特征（如有效性标志），FTL 可以确定正确的块号。</p></li> <li><p><strong>冗余和备份</strong>：为了增加容错能力，系统可能会在多个位置保存 SuperBlock 的副本，FTL 会遍历这些位置以确保获取到最新的有效块号。</p></li></ol> <h3 id="总结-10"><a href="#总结-10" class="header-anchor">#</a> 总结</h3> <p>SuperBlock 是管理 NAND Flash 存储的重要数据结构，FTL 在上电时通过读取特定地址、使用 Boot Block、检查状态信息以及冗余备份等方法获取 SuperBlock 的块号，以确保系统能够正确初始化和恢复。</p> <h2 id="_10-简述上电时-搜索到-index-表并进行加载的流程"><a href="#_10-简述上电时-搜索到-index-表并进行加载的流程" class="header-anchor">#</a> 10. 简述上电时，搜索到 Index 表并进行加载的流程</h2> <p>上电时搜索并加载 Index 表的流程通常包括以下几个步骤：</p> <h3 id="_1-设备初始化"><a href="#_1-设备初始化" class="header-anchor">#</a> 1. <strong>设备初始化</strong></h3> <ul><li><strong>上电</strong>：设备通电后，固件开始初始化硬件组件，准备进行数据读取。</li> <li><strong>自检</strong>：执行自检程序，确保 NAND Flash 和其他硬件正常工作。</li></ul> <h3 id="_2-读取-boot-block"><a href="#_2-读取-boot-block" class="header-anchor">#</a> 2. <strong>读取 Boot Block</strong></h3> <ul><li><strong>访问 Boot Block</strong>：固件读取预定义的 Boot Block，该块通常包含关于 Index 表位置的信息。</li> <li><strong>获取 Index 表地址</strong>：从 Boot Block 中提取 Index 表的物理地址或相关标识。</li></ul> <h3 id="_3-加载-index-表"><a href="#_3-加载-index-表" class="header-anchor">#</a> 3. <strong>加载 Index 表</strong></h3> <ul><li><strong>访问 Index 表</strong>：根据从 Boot Block 获取的信息，固件定位并读取 Index 表。</li> <li><strong>解析 Index 表</strong>：将 Index 表中的逻辑到物理地址的映射关系解析到内存中。</li></ul> <h3 id="_4-验证数据完整性"><a href="#_4-验证数据完整性" class="header-anchor">#</a> 4. <strong>验证数据完整性</strong></h3> <ul><li><strong>校验和验证</strong>：对加载的 Index 表进行完整性检查，如校验和或 CRC 校验，以确保数据的准确性。</li> <li><strong>错误处理</strong>：如果验证失败，可能需要尝试读取冗余 Index 表或采取恢复措施。</li></ul> <h3 id="_5-更新状态信息"><a href="#_5-更新状态信息" class="header-anchor">#</a> 5. <strong>更新状态信息</strong></h3> <ul><li><strong>更新内存状态</strong>：将 Index 表的状态信息更新到 RAM，以便后续的读写操作使用。</li> <li><strong>设置标志</strong>：设置必要的状态标志，表明 Index 表已成功加载并处于可用状态。</li></ul> <h3 id="_6-准备数据操作"><a href="#_6-准备数据操作" class="header-anchor">#</a> 6. <strong>准备数据操作</strong></h3> <ul><li><strong>数据准备</strong>：根据加载的 Index 表，准备逻辑页和物理页的映射，以便后续的读写操作能够顺利进行。</li></ul> <h3 id="总结-11"><a href="#总结-11" class="header-anchor">#</a> 总结</h3> <p>在上电时，搜索并加载 Index 表的流程涉及设备初始化、读取 Boot Block、加载和解析 Index 表、验证数据完整性、更新状态信息以及准备数据操作。通过这一系列步骤，确保系统能够正常访问和管理存储数据。</p> <h1 id="三、逻辑写及回收流程"><a href="#三、逻辑写及回收流程" class="header-anchor">#</a> 三、逻辑写及回收流程</h1> <h2 id="_1-什么是页模型-页模型存储在什么地方"><a href="#_1-什么是页模型-页模型存储在什么地方" class="header-anchor">#</a> 1. 什么是页模型，页模型存储在什么地方？</h2> <p><strong>页模型（Page Model）</strong> 是指在 NAND Flash 存储管理中使用的一种数据结构，用于描述和管理数据在物理页和逻辑页之间的映射关系。它通常定义了页的结构、大小以及相关的状态信息。</p> <h3 id="页模型的功能"><a href="#页模型的功能" class="header-anchor">#</a> 页模型的功能</h3> <ol><li><strong>映射管理</strong>：记录逻辑页地址与物理页地址之间的映射，便于读写操作。</li> <li><strong>状态跟踪</strong>：维护每个页的状态，如有效性、擦除状态和写入次数等信息。</li> <li><strong>优化性能</strong>：通过合理的映射管理，提高读写性能和磨损均衡。</li></ol> <h3 id="页模型存储位置"><a href="#页模型存储位置" class="header-anchor">#</a> 页模型存储位置</h3> <p>页模型通常存储在以下几个地方：</p> <ol><li><p><strong>NAND Flash 存储器</strong>：页模型的相关信息（如映射表和状态信息）可以直接存储在 NAND Flash 中的特定物理页中，通常在预留或空闲的块中。</p></li> <li><p><strong>RAM 缓存</strong>：为提高访问速度，页模型的副本可能会被存储在 RAM 中，以便快速读取和更新。</p></li> <li><p><strong>固件（Firmware）</strong>：页模型的结构和逻辑可能嵌入在存储设备的固件中，以便在设备初始化和操作时使用。</p></li></ol> <h3 id="总结-12"><a href="#总结-12" class="header-anchor">#</a> 总结</h3> <p>页模型是一种用于管理数据映射和状态的结构，通常存储在 NAND Flash 中的特定物理页、RAM 缓存中，或者嵌入在固件中。通过合理的管理，页模型有助于提高 NAND Flash 的性能和使用寿命。</p> <h2 id="_2-为什么数据要进行随机化处理-在计算随机种子时-slc-af-block和tlc-af-block会有什么区别"><a href="#_2-为什么数据要进行随机化处理-在计算随机种子时-slc-af-block和tlc-af-block会有什么区别" class="header-anchor">#</a> 2. 为什么数据要进行随机化处理，在计算随机种子时，SLC AF Block和TLC AF Block会有什么区别？</h2> <p>数据进行随机化处理的主要原因是为了提高数据安全性和存储效率。以下是详细的解释：</p> <h3 id="随机化处理的目的"><a href="#随机化处理的目的" class="header-anchor">#</a> 随机化处理的目的</h3> <ol><li><strong>安全性</strong>：通过随机化数据，可以防止信息泄露和攻击，增强数据保护。</li> <li><strong>磨损均衡</strong>：在 NAND Flash 存储中，随机化数据可以均匀分配写入操作，避免特定块的过度磨损。</li> <li><strong>提高性能</strong>：随机化写入可以减少写入放大效应，提高存储设备的性能和响应速度。</li></ol> <h3 id="slc-af-block-和-tlc-af-block-在计算随机种子时的区别"><a href="#slc-af-block-和-tlc-af-block-在计算随机种子时的区别" class="header-anchor">#</a> SLC AF Block 和 TLC AF Block 在计算随机种子时的区别</h3> <ol><li><p><strong>SLC（Single-Level Cell）AF Block</strong>：</p> <ul><li><strong>存储特性</strong>：每个单元存储 1 位数据，读写操作简单且快速。</li> <li><strong>随机种子计算</strong>：由于 SLC Block 的写入和读取速度较快，随机种子的生成和处理可以相对简单，通常针对每个写入操作进行。</li></ul></li> <li><p><strong>TLC（Triple-Level Cell）AF Block</strong>：</p> <ul><li><strong>存储特性</strong>：每个单元存储 3 位数据，读写复杂且速度较慢。</li> <li><strong>随机种子计算</strong>：在 TLC Block 中，考虑到多个电平状态的复杂性，随机种子的生成需要更加精细的算法，以确保在写入过程中不影响数据的准确性。TLC 的随机种子可能需要基于多个页面的数据状态进行计算，增加了处理复杂度。</li></ul></li></ol> <h3 id="总结-13"><a href="#总结-13" class="header-anchor">#</a> 总结</h3> <p>数据随机化处理有助于提高安全性和存储效率，而在计算随机种子时，SLC 和 TLC AF Block 之间的区别主要体现在写入和读取的复杂性、速度和处理算法的精细程度。</p> <h2 id="_3-有几类-tmpl2p-tmpl2p-被存放在什么地方-各类-tmpl2p-的数据格式是怎样的"><a href="#_3-有几类-tmpl2p-tmpl2p-被存放在什么地方-各类-tmpl2p-的数据格式是怎样的" class="header-anchor">#</a> 3. 有几类 TmpL2P，TmpL2P 被存放在什么地方，各类 TmpL2P 的数据格式是怎样的？</h2> <p><strong>TmpL2P（Temporary Logical-to-Physical Mapping）</strong> 是一种临时映射表，用于在 NAND Flash 存储中管理逻辑页与物理页之间的关系。TmpL2P 通常用于特定的操作，如写入、删除或磨损均衡。根据用途的不同，TmpL2P 可以分为几类。</p> <h3 id="tmpl2p-的几类"><a href="#tmpl2p-的几类" class="header-anchor">#</a> TmpL2P 的几类</h3> <ol><li><p><strong>写入临时映射（Write TmpL2P）</strong>：</p> <ul><li><strong>用途</strong>：用于记录正在写入的数据页的映射。</li> <li><strong>存储位置</strong>：通常存储在 RAM 中，以便快速访问。</li></ul></li> <li><p><strong>删除临时映射（Delete TmpL2P）</strong>：</p> <ul><li><strong>用途</strong>：在执行删除操作时记录逻辑页的映射，可能用于后续的垃圾回收。</li> <li><strong>存储位置</strong>：可以存储在 RAM 或 NAND Flash 的预留空间中。</li></ul></li> <li><p><strong>磨损均衡临时映射（Wear Leveling TmpL2P）</strong>：</p> <ul><li><strong>用途</strong>：用于记录因磨损均衡而移动的逻辑页与物理页的映射关系。</li> <li><strong>存储位置</strong>：通常存储在 RAM 中，以便在执行磨损均衡时快速引用。</li></ul></li></ol> <h3 id="tmpl2p-数据格式"><a href="#tmpl2p-数据格式" class="header-anchor">#</a> TmpL2P 数据格式</h3> <p>TmpL2P 的数据格式可能会因具体实现而异，但通常包含以下字段：</p> <ol><li><strong>逻辑页号（Logical Page Number）</strong>：标识逻辑页的唯一编号。</li> <li><strong>物理页号（Physical Page Number）</strong>：标识映射到的物理页的唯一编号。</li> <li><strong>状态标志（Status Flags）</strong>：表示映射的状态，如有效性、是否已写入等。</li> <li><strong>时间戳（Timestamp）</strong>：记录映射创建的时间，可能用于后续操作的管理。</li> <li><strong>其他元数据</strong>：根据需求，可能包括写入次数、校验和等信息。</li></ol> <h3 id="总结-14"><a href="#总结-14" class="header-anchor">#</a> 总结</h3> <p>TmpL2P 可以分为写入临时映射、删除临时映射和磨损均衡临时映射，各类 TmpL2P 的存储位置可能在 RAM 或 NAND Flash 中。数据格式一般包括逻辑页号、物理页号、状态标志、时间戳等字段，以满足不同的管理需求。</p> <h2 id="_4-简述回收模块的主要设计策略"><a href="#_4-简述回收模块的主要设计策略" class="header-anchor">#</a> 4. 简述回收模块的主要设计策略</h2> <p>回收模块（Garbage Collection, GC）在 NAND Flash 存储中负责管理和回收无效数据，以保持存储空间的有效性和性能。以下是回收模块的主要设计策略：</p> <h3 id="_1-分层回收-hierarchical-gc"><a href="#_1-分层回收-hierarchical-gc" class="header-anchor">#</a> 1. <strong>分层回收（Hierarchical GC）</strong></h3> <ul><li>将回收过程分为多个层次，根据数据的有效性和使用频率进行分级回收。优先处理较低层次的数据块，以提高整体性能。</li></ul> <h3 id="_2-主动回收-active-gc"><a href="#_2-主动回收-active-gc" class="header-anchor">#</a> 2. <strong>主动回收（Active GC）</strong></h3> <ul><li>在系统空闲时主动执行回收操作，而不是被动等待空间不足时再进行。这样可以减少对性能的影响，确保系统在高负载时仍然能够正常运行。</li></ul> <h3 id="_3-选择性回收-selective-gc"><a href="#_3-选择性回收-selective-gc" class="header-anchor">#</a> 3. <strong>选择性回收（Selective GC）</strong></h3> <ul><li>根据数据的使用频率和有效性，优先回收长时间未更新或删除的数据块，避免频繁回收活跃数据块，以延长存储寿命。</li></ul> <h3 id="_4-磨损均衡-wear-leveling"><a href="#_4-磨损均衡-wear-leveling" class="header-anchor">#</a> 4. <strong>磨损均衡（Wear Leveling）</strong></h3> <ul><li>在回收过程中，尽量选择磨损较少的块进行回收，以均匀分配写入负载，防止某些块过度磨损，提高整体耐用性。</li></ul> <h3 id="_5-多线程回收-multithreaded-gc"><a href="#_5-多线程回收-multithreaded-gc" class="header-anchor">#</a> 5. <strong>多线程回收（Multithreaded GC）</strong></h3> <ul><li>采用多线程机制并行执行回收操作，以提高回收效率，减少对主数据处理的影响。</li></ul> <h3 id="_6-缓存管理-cache-management"><a href="#_6-缓存管理-cache-management" class="header-anchor">#</a> 6. <strong>缓存管理（Cache Management）</strong></h3> <ul><li>在回收过程中使用 RAM 缓存来保存有效数据，减少对 NAND Flash 的直接访问频率，提高回收速度。</li></ul> <h3 id="_7-记录元数据-metadata-management"><a href="#_7-记录元数据-metadata-management" class="header-anchor">#</a> 7. <strong>记录元数据（Metadata Management）</strong></h3> <ul><li>维护详细的元数据记录，跟踪逻辑页和物理页的映射关系，以提高回收的准确性和效率。</li></ul> <h3 id="总结-15"><a href="#总结-15" class="header-anchor">#</a> 总结</h3> <p>回收模块的主要设计策略包括分层回收、主动回收、选择性回收、磨损均衡、多线程回收、缓存管理和记录元数据。这些策略共同作用，确保 NAND Flash 存储的高效性、性能和耐用性。</p> <h2 id="_5-在进行-s2s-和-s2t-回收时-采用的分别是-ps-较大还是-ps-较小的-af-block"><a href="#_5-在进行-s2s-和-s2t-回收时-采用的分别是-ps-较大还是-ps-较小的-af-block" class="header-anchor">#</a> 5. 在进行 S2S 和 S2T 回收时，采用的分别是 PS 较大还是 PS 较小的 AF Block</h2> <p>在进行 <strong>S2S（Source to Source）</strong> 和 <strong>S2T（Source to Target）</strong> 回收时，通常采用的 AF Block 类型有所不同：</p> <h3 id="s2s-回收"><a href="#s2s-回收" class="header-anchor">#</a> S2S 回收</h3> <ul><li><strong>采用 PS 较小的 AF Block</strong>：S2S 回收侧重于在相同的物理地址范围内进行数据的清理和整理，使用较小的 PS 可以更有效地管理和释放空间，避免大块的无效数据占用资源。</li></ul> <h3 id="s2t-回收"><a href="#s2t-回收" class="header-anchor">#</a> S2T 回收</h3> <ul><li><strong>采用 PS 较大的 AF Block</strong>：S2T 回收通常涉及将数据从一个位置迁移到另一个位置，使用较大的 PS 可以更好地管理大数据量的迁移，减少操作次数，提高效率。</li></ul> <h3 id="总结-16"><a href="#总结-16" class="header-anchor">#</a> 总结</h3> <ul><li>S2S 回收时倾向于使用 PS 较小的 AF Block，而 S2T 回收时则更倾向于使用 PS 较大的 AF Block，以优化回收效率和数据管理。</li></ul> <h2 id="_6-当所有-tlc-块被都被写入一部分数据后-此时-tlc-free-block-用完了-之后是通过进行哪几个回收流程保证能够继续提供-tlc-空块用于搬移数据"><a href="#_6-当所有-tlc-块被都被写入一部分数据后-此时-tlc-free-block-用完了-之后是通过进行哪几个回收流程保证能够继续提供-tlc-空块用于搬移数据" class="header-anchor">#</a> 6. 当所有 TLC 块被都被写入一部分数据后，此时 TLC Free Block 用完了，之后是通过进行哪几个回收流程保证能够继续提供 TLC 空块用于搬移数据</h2> <p>当所有 TLC 块被写入部分数据且 TLC Free Block 用完时，为了继续提供空块用于搬移数据，通常需要进行以下几个回收流程：</p> <h3 id="_1-s2t-回收-source-to-target"><a href="#_1-s2t-回收-source-to-target" class="header-anchor">#</a> 1. <strong>S2T 回收（Source to Target）</strong></h3> <ul><li><strong>流程</strong>：将部分有效数据从已写满的 TLC 块迁移到其他空闲块，以腾出空间。该过程将逻辑页重新映射到新的物理页。</li></ul> <h3 id="_2-s2s-回收-source-to-source"><a href="#_2-s2s-回收-source-to-source" class="header-anchor">#</a> 2. <strong>S2S 回收（Source to Source）</strong></h3> <ul><li><strong>流程</strong>：在相同的物理地址范围内清理无效数据，优化数据布局。该过程可以释放当前块中的部分空间，为后续写入腾出更多空闲块。</li></ul> <h3 id="_3-选择性回收-selective-garbage-collection"><a href="#_3-选择性回收-selective-garbage-collection" class="header-anchor">#</a> 3. <strong>选择性回收（Selective Garbage Collection）</strong></h3> <ul><li><strong>流程</strong>：根据块的有效性和使用频率，优先回收那些长时间未更新或包含大量无效数据的块，以便快速释放空闲块。</li></ul> <h3 id="_4-磨损均衡-wear-leveling-2"><a href="#_4-磨损均衡-wear-leveling-2" class="header-anchor">#</a> 4. <strong>磨损均衡（Wear Leveling）</strong></h3> <ul><li><strong>流程</strong>：在回收过程中，将数据移动到磨损较少的块，以均匀分配写入负载，避免特定块的过度使用。</li></ul> <h3 id="总结-17"><a href="#总结-17" class="header-anchor">#</a> 总结</h3> <p>通过执行 S2T 和 S2S 回收、选择性回收以及磨损均衡，系统能够有效地释放和管理空间，从而确保继续提供空块用于搬移数据。</p></div></div> <!----> <div class="page-edit"><!----> <!----> <!----></div> <div class="page-nav-wapper"><div class="page-nav-centre-wrap"><a href="/pages/16f0ba/" class="page-nav-centre page-nav-centre-prev"><div class="tooltip">Nand Flash 基础</div></a> <a href="/pages/eb672b/" class="page-nav-centre page-nav-centre-next"><div class="tooltip">SD 逻辑擦除和物理擦除</div></a></div> 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